• 대한기계학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.492-501
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• 1994

This study is an analysis of the turbulent diffusion flame with swirl flow and the calculated results are compared with experimental data in case of various swirl numbers and air-fuel rations. The mathematical model is restricted to single-phase, diffusion controlled combustion with swirl flow. Values of local flow properties were obtained by solving appropriate differential equation for continuity, momentum, stagnation enthalpy, concentration, turbulence energy, dissipation rate of turbulence energy, and the mean square of concentration fluctuation. The method is proposed for calculating the local probability of chemical reaction based on the use of the probability density function for the mixture fraction.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.78-86
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• 2000

Mach 1.8의 동축공기를 갖는 수소 난류 화산 화염의 특성을 이해하는 것이 본 연구의 목적이다. 화염길이와 연료유동의 자취에 대한 직접사진, Acetone PLIF, Mie scattering, 수치해석법을 이용하여 화염의 구조를 분석하였다. 연료의 유속를 고정시켰을 때, 공기의 유속 증가에 따른 변화를 측정하였다. 아음속 화염의 길이는 급격히 감소한 반면, 초음속 화염의 길이는 완만하게 증가하였다. 또한 연료 노즐 립의 두께 변화에 따른 화염의 소염 특성을 관찰하였다. 노즐 립의 두께에 따라 화염 안정성이 증가하였는데 이는 초음속 화염의 안정화를 위한 최소 두께 값이 존재함을 나타낸다. 유동장 구조를 분석한 결과, 연료 제트가 고압영역에 가로 막혀서 축방향 모멘텀을 잃고, 저산란 영역이 만들어지는 것을 확인하였다. 또한, 모멘텀을 잃은 연료가 재순환 영역을 따라 순환하면서 긴 체류시간을 갖기 때문에 예혼합 영역이 만들어 졌음이 밝혀졌다.

• 한국연소학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2002

Experiments have been performed to investigate the structure of axisymmetric hydrogen diffusion flame in a supersonic coflow air. The characteristics and structure of supersonic flames are compared with those of subsonic flames as the velocity of coflow air increases from subsonic to supersonic velocity of Mach 1.8. Also, the subsonic and supersonic flow fields are analyzed numerically for the non-reacting conditions and the possible flame contours indicated by fuel mass fraction are compared with the measured OH radical distributions. It is found that the flame structure indicates more like a partially premixed flame as the coflow air velocity is increased from subsonic to supersonic regimes; strong reaction zone indicated by intense OH signal is found at the center, which is different from subsonic flame cases. And it is shown that the fuel jet passes along the recirculation zones behind the bluff-body fuel nozzle resulting in relatively long mixing time. This is believed to be the reason of the partially premixed flame characteristics found in the present supersonic flames.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.75-81
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• 2012

고온의 동축류 공기와 수소가 함유된 메탄 연료제트에서 자발화된 층류 부상화염의 특성을 실험적으로 조사하였다. 그 결과로 순수 메탄 제트에서 자발화되는 경계 온도인 920 K 를 초과하는 초기 온도에서 메탄/수소 혼합기의 자발화된 부상화염은 연료 몰분율에 따라 삼지화염 또는 마일드 연소를 보였고, 제트속도에 따라 부상화염의 높이가 증가하는 전형적인 특성을 보였다. 소량의 수소가 첨가된 부상화염의 높이는 메탄의 경우와 유사하게 단열적 점화지연시간의 2 승에 대한 의존성이 유지되었다. 반면에, 초기 온도가 920 K 미만인 경우에서 화염은 수소의 점화 촉진에 의해서 자발화 되었다. 그리고 제트속도가 증가함에 따라 자발화된 부상화염의 높이는 비선형적으로 감소하는 독특한 특성을 보였으며, 수소의 선호확산이 그 현상에 대해서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.499-504
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• 2019

Due to the rapid spread and low minimum ignition energy of hydrogen, rupture is highly likely to cause fire, explosion and major accidents. The self-ignition of high-pressure hydrogen is highly likely to ignite immediately when it leaks from an open space, resulting in jet fire. Results of the diffusion and leakage simulation show that jet effect occurs from the leakage source to a certain distance. And at the end of location, the vapor cloud explosion can be occurred due to the formation of hydrogen vapor clouds by built-up. In the result, it is important that depending on the time of ignition, a jet fire or a vapor cloud explosion may occur. Therefore, it is necessary to take into account jet effect by location of leakage source and establish a damage minimizing plan for the possible jet fire or vapor cloud explosion. And it is required to any kind of measurements such as an interlock system to prevent hydrogen leakage or minimize the amount of leakage when detecting leakage of gas.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.155-160
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• 2002

연소시 발생하는 오염물질 중 NOx는 심각한 대기오염의 원인이 되는 것으로 알려져 있어, 각종 연소기 등에서 발생하는 NOx 저감을 위한 연구가 중요하게 대두되었다. 특히 확산화염은 예혼합화염 및 부분예혼합화염에 비해 NOx, Soot 등 오염물질이 발생할 가능성은 높으나 화염 안정성이 좋아 산업용 연소기에 많이 이용되고 있어 보다 다양한 NOx 저감 기술의 필요가 요구되고 있다.(중략)

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.23-29
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• 2019

리튬이온 배터리와 같은 충전식 배터리는 에너지의 저장장치로서 최근의 에너지 이용의 변화에 따라 크게 주목받고 있을 뿐 아니라 실제로 다양한 소형 전기기기 및 전기 자동차의 전기에너지 저장시스템으로 폭넓게 적용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 화재나 폭발 등의 위험성이 항상 존재하여 사용의 폭을 제한시키고 있다. 배터리화재가 일반적인 화재와의 다른 특성은 여러 가지가 있지만 그 중에 가연물질이 전해질에서 이온화 되어있다는 특성이다. 본 연구에서는 배터리 화재를 이해하기 위해서 양이온과 전자 등으로 이온화된 메탄 제트화염에서의 연소특성을 실험적으로 관찰하였다. 화염 형상 및 화염안전성은 현재의 실험조건에서는 연료 이온화 효과가 없었고, 제트화염 후류에서 측정한 CO와 NOx의 농도가 이온화연료에서 모두 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이온화 메탄 연소특성의 파라미터 연구를 위하여 수치해석의 반응기구를 수소첨가의 형태로 단순화하여 이온화연료의 연소특성을 모사할 수 있는지에 대한 모델링 검토를 수행하였다. 연료 이온화의 영향으로 수소의 농도는 증가시키되 반응 후 온도는 일정함을 가정하여 모델링하면 실험결과와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.449-452
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• 2007

The present study numerically investigate the effects of the Syngas chemical kinetics on the basic flame properties and the structure of the Syngas diffusion flames. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interact ion and the spatial inhomogeneity of scalar dissipation rate. the Eulerian Particle Flamelet Model(EPFM) with multiple flamelets has been applied to simulate the combustion processes and NOx formation in the syngas turbulent nonpremixed flames. Due to the ability for interactively describing the transient behaviors of local flame structures with CFD solver, the EPFM model can effectively account for the detailed mechanisms of NOx format ion including thermal NO path, prompt and nitrous NOx format ion, and reburning process by hydrocarbon radical without any ad-hoc procedure. validation cases include the Syngas turbulent nonpremixed jet and swirling flames. Based on numerical results, the detailed discussion has been made for the sensitivity of the Syngas chemical kinetics as well as the precise structure and NOx formation characteristics of the turbulent Syngas nonpremixed flames.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.775-778
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• 2007

The present study numerically investigate the detailed structure of the syngas diffusion flames. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interaction, the transient flamelet model has been applied to simulate the combustion processes and $NO_X$ formation in the syngas turbulent nonpremixed flames. The single mixture fraction formulation is extended to account for the effects of the secondary inlet mixture. Computations are the wide range of syngas compositions and oxidizer dilutions. Based on numerical results, the detailed discussion has been made for the effects of syngas composition and oxidizer dilution on the structure of the syngas-air and syngas-oxygen turbulent nonpremixed flames.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.111-112
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• 2013

An experimental study of a dual swirl burner was conducted to analyze NOx emission in the lean conditions. The dual swirl burner is composed of a combination of swirling jet premixed(main section) and diffusion flames(pilot section). It was operated with a co-swirling configuration and overall equivalence ratios between 0.6 and 0.8. The purpose of this study is to analyze experimentally the characterization of flame temperature and NOx concentration in reacting zone and to supply the useful experimental data for numerical simulations. The measurements of temperature and NOx concentration were captured using a thin digitally-compensated thermocouple and a sampling quartz probe with quenching effect of sudden expansion, and were measured by the NOx analyzer of chemiluminescence method. We could analyse the NOx emission characteristics comparing the temperature distributions in the lean equivalence ratios.